java 贪吃蛇算法分析和代码

贪吃蛇是一款非常经典的手机游戏。

它有很多算法，这里详细分析一种比较优秀的算法。

首先介绍下主要用到的七个类：
●WormMain：最主要的类，控制所有其它类的运行和销毁。

●WormPit：处理键盘输入事件并实例化Worm类和WormFood类的。

●Worm：抽象了贪吃蛇的属性和动作
●WormFood：抽象了食物的属性和动作
●WormScore：用来纪录分数的类
●WormLink：抽象了蛇身上的一段，保存了这段的坐标、方向和所有状态。

●WormException：处理异常类
基本概念介绍
节：一条蛇可以看成有许多正方形的“小格子”拼凑成，我把它称作节。

节是蛇身上最小的单位。

段：当许多节连成一条直线，我称它为段。

上图的贪吃蛇只有一段，如果它拐弯就变成两段。

链表：用来保存每一段的状态，链表的元素单位是段。

且链表的最后一个元素表示蛇的头部段。

坐标系：MIDP中的坐标以左上角那点为(0,0)，向右则x递增，向下则y递增。

Worm类
一条完整的贪吃蛇是由一段一段组成的。

链表中保存的第一个元素是蛇的尾巴段，最后一个元素是蛇的头部段。

当蛇运动的时候，它头部段增加一节而尾段减少一节。

如果它吃到了食物，尾部段就不减少一节。

也就是说，蛇是从头部段开始长的。

下面的代码段显示了Worm类保存的各种属性：
/* 贪吃蛇可能移动的方向 */
public final static byte DOWN = 2;
public final static byte LEFT = 4;
public final static byte RIGHT = 6;
public final static byte UP = 8;
// 贪吃蛇的当前方向
private byte currentDirection;
// 保存贪吃蛇每一段的列表
private Vector worm = new Vector(5, 2);
// 是否需要更新状态
private boolean needUpdate;
// 是否在运动中
private boolean moveOnNextUpdate;
// 是否吃到食物
private boolean hasEaten;
// 贪吃蛇的初始位置、长度和方向
private final static int INIT_X = 3;
private final static int INIT_Y = 8;
private final static int INIT_LEN = 8;
private final static byte INIT_DIR = RIGHT;
下面重点介绍下Worm类中的几个方法：
public void setDirection(byte direction)
这个方法用来改变贪吃蛇运动的方向，只能90度。

看下面的实现代码：if ((direction != currentDirection) && !needUpdate) {
// 取出列表中的最后一个元素(蛇的头部)
WormLink sl = (WormLink)stElement();
int x = sl.getEndX();
int y = sl.getEndY();
// 不同的运动方向坐标的改变也不一样
switch (direction) {
case UP: // 当这段向上运动的时候
if (currentDirection != DOWN) {
y--; needUpdate = true; }
break;
case DOWN: // 当这段向下运动的时候
if (currentDirection != UP) {
y++; needUpdate = true; }
break;
case LEFT: // 当这段向左运动的时候
if (currentDirection != RIGHT) {
x--; needUpdate = true; }
break;
case RIGHT: // 当这段向右运动的时候
if (currentDirection != LEFT) {
x++; needUpdate = true; }
break; }
// 当更改方向后需要更新
if (needUpdate == true) {
worm.addElement(new WormLink(x, y, 0, direction));
currentDirection = direction; } }
public void update(Graphics g)
这个函数是更新贪吃蛇状态。

每次更新都把头部增加一节，尾部减少一节。

如果它吃到食物尾部段就不减少一节。

看起来就像整只蛇长了一节。

// 把贪吃蛇头部增加一格
head = (WormLink)stElement();
head.increaseLength();
// 如果没有吃到食物则尾部减少一格
if (!hasEaten) {
WormLink tail;
tail = (WormLink)worm.firstElement();
int tailX = tail.getX();
int tailY = tail.getY();
// 如果尾部块长度为0就删除
tail.decreaseLength();
if (tail.getLength() == 0) {
worm.removeElement(tail); }
// 尾部减少一格
g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);
drawLink(g, tailX, tailY, tailX, tailY, 1);
} else {
// 如果吃到食物就不删除尾部
hasEaten = false; }
needUpdate = false;
// 确认是否在边界中
if (!WormPit.isInBounds(head.getEndX(), head.getEndY())) {
// 如果不在，就死了
throw new WormException("over the edge"); } headX = (byte)head.getEndX();
headY = (byte)head.getEndY();
//贪吃蛇的头部增加一格
g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);
drawLink(g, headX, headY, headX, headY, 1);
// 判断是否吃到自己
for (int i = 0; i < worm.size()-1; i++) {
sl = (WormLink)worm.elementAt(i);
if (sl.contains(headX, headY)) {
throw new WormException("you ate yourself"); } } void drawLink(Graphics g,int x1,int y1,int x2,int y2,int len)
这个函数用来画蛇的一段，一只完整的蛇是一段一段组成的。

// 把长度转换成像素长度
len *= WormPit.CELL_SIZE;
// (x1 == x2)说明这一段是垂直的
if (x1 == x2) {
// 把x1转成像素长度
x1 *= WormPit.CELL_SIZE;
// (y2 < y1)说明是向上运动
if (y2 < y1) {
// 就把头、尾左边交换并转成像素
y1 = y2 * WormPit.CELL_SIZE;
} else {
// 把y1转成像素
y1 *= WormPit.CELL_SIZE; }
g.fillRect(x1, y1, WormPit.CELL_SIZE, len);
} else {
// 这是水平的一段
y1 *= WormPit.CELL_SIZE;
if (x2 < x1) {
// 就把头、尾左边交换并转成像素
x1 = x2 * WormPit.CELL_SIZE;
} else {
x1 *= WormPit.CELL_SIZE; }
g.fillRect(x1, y1, len, WormPit.CELL_SIZE); }
public void paint(Graphics g)
画出一只完整的贪吃蛇
WormLink sl;
int x1, x2, y1, y2;
int len;
for (int i = 0; i < worm.size(); i++) {
// 取出每一段，然后画出这一段，连起来就是一只完整的蛇
sl = (WormLink)worm.elementAt(i);
x1 = sl.getX(); x2 = sl.getEndX();
y1 = sl.getY(); y2 = sl.getEndY();
len = sl.getLength();
drawLink(g, x1, y1, x2, y2, len); }
WormLink类
贪吃蛇是由一节一节组成的。

因为它经常有一些节连成一条直线形成段，所以这是一种相对有效的方法来保存整个蛇。

[X,Y]表示段头部的坐标，然后段的头部开始按照方向向后画若干节。

(段的头尾和蛇的头尾不是一个概念)
下面代码段是WormLink中的段得属性：
// 段头部坐标
private int x, y;
// 段长度
private int len;
// 移动方向
private byte dir;
下面重点介绍几个重要函数：
public void decreaseLength()
这是从段的头部减少一格
// 首先段的总长度减少1
len--;
switch (dir) { // 不同的方向左边的改变也不一样
case Worm.LEFT:
x--; break;
case Worm.RIGHT:
x++; break;
case Worm.UP:
y--; break;
case Worm.DOWN:
y++; break; }
public void paint(Graphics g)
画出一只完整的贪吃蛇
WormLink sl;
int x1, x2, y1, y2;
int len;
for (int i = 0; i < worm.size(); i++) {
// 取出每一段，然后画出这一段，连起来就是一只完整的蛇
sl = (WormLink)worm.elementAt(i);
x1 = sl.getX(); x2 = sl.getEndX();
y1 = sl.getY(); y2 = sl.getEndY();
len = sl.getLength();
drawLink(g, x1, y1, x2, y2, len); }
WormLink类
贪吃蛇是由一节一节组成的。

因为它经常有一些节连成一条直线形成段，所以这是一种相对有效的方法来保存整个蛇。

[X,Y]表示段头部的坐标，然后段的头部开始按照方向向后画若干节。

(段的头尾和蛇的头尾不是一个概念)
下面代码段是WormLink中的段得属性：
// 段头部坐标
private int x, y;
// 段长度
private int len;
// 移动方向
private byte dir;
下面重点介绍几个重要函数：
public void decreaseLength()
这是从段的头部减少一格
// 首先段的总长度减少1
len--;
switch (dir) { // 不同的方向左边的改变也不一样
case Worm.LEFT:
x--; break;
case Worm.RIGHT:
x++; break;
case Worm.UP:
y--; break;
case Worm.DOWN:
y++; break; }
●public boolean contains(int x, int y)
判断所给的坐标[x,y]是否包含在段中
switch (dir) { // 不同的方向判断的方法也不一样
case Worm.LEFT:
return ((y == this.y) && ((x <= this.x) && (x >= getEndX())));
case Worm.RIGHT:
return ((y == this.y) && ((x >= this.x) && (x <= getEndX())));
case Worm.UP:
return ((x == this.x) && ((y <= this.y) && (y >= getEndY())));
case Worm.DOWN:
return ((x == this.x) && ((y >= this.y) && (y <= getEndY())));
}
●public int getEndX()
得到这一段的尾部x坐标(段方向指向的最后一格的坐标)，当这段是蛇的头部段时，得到的是头部最前面的坐标。

// 不同的方向判断方法不一样
if (dir == Worm.LEFT)
return x-len;
if (dir == Worm.RIGHT)
return x+len;
return x;
WormPit类
WormPit类中包括了Worm和WormFood。

贪吃蛇将会在画面中移动寻找食物。

如果它吃到食物它将会长一格。

如果它碰到边界或者吃到自己将Game Over。

下面介绍几个重要的函数：
●private int round(int val)
求可以被格子宽度(CELL_SIZE)整除的最接近的像素数。

int delta = (val-(START_POS*2)) % CELL_SIZE;
return (val - delta);
●public void keyPressed(int keyCode)
处理键盘事件。

当控制贪吃蛇移动并改变方向的时候。

// 对应成游戏键
switch (getGameAction(keyCode)) {
case Canvas.UP:
myWorm.setDirection(Worm.UP); break;
case Canvas.DOWN:
myWorm.setDirection(Worm.DOWN); break;
case Canvas.LEFT:
myWorm.setDirection(Worm.LEFT); break;
case Canvas.RIGHT:
myWorm.setDirection(Worm.RIGHT); break; }
●private void paintPitContents(Graphics g)
重绘屏幕上的所有元素
// 更新贪吃蛇的状态
myWorm.update(g);
// 头部的位置和食物的位置重合就吃到食物
if (myFood.isAt(myWorm.getX(), myWorm.getY())) {
myWorm.eat();
score += level;
foodEaten++;
if (foodEaten > (level << 1)) {
/* 增加游戏难度 */
forceRedraw = true;
foodEaten = 0;
level++;
if (tonePlayer != null) {
try {
tonePlayer.setMediaTime(0);
tonePlayer.start();
} catch (MediaException me) { } } } else {
if (audioPlayer != null) {
try {
Manager.playTone(69, 50, 100); // Play audio
} catch (MediaException me) { } } } g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);
// 填充长方形(三个字的宽度)
g.fillRect((width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3))-START_POS,
height-START_POS,
(SCORE_CHAR_WIDTH * 3),
SCORE_CHAR_HEIGHT);
g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);
// 显示新的分数
g.drawString("" + score,
width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3) - START_POS,
height - START_POS, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
// 重新生成食物
myFood.regenerate();
int x = myFood.getX();
int y = myFood.getY();
while (myWorm.contains(x, y)) {
// 如果食物和贪吃蛇的身体重复就重新生成
myFood.regenerate();
x = myFood.getX(); y = myFood.getY(); } } // 画出食物
myFood.paint(g);
} catch (WormException se) { gameOver = true; }
public void paint(Graphics g)
画出整个屏幕(重载paint函数)
// 如果强制重新画整个屏幕
if (forceRedraw) {
forceRedraw = false;
// 清除背景
g.setColor(WormPit.ERASE_COLOUR);
g.fillRect(0, 0, getWidth(),getHeight());
// 画出边界
g.setColor(WormPit.DRAW_COLOUR);
g.drawRect(1, 1, (width - START_POS), (height - START_POS));
// 显示当前的难度等级
g.drawString("L: " + level, START_POS, height, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
// 显示当前分数
g.drawString("S: ",
(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 4)),
height, Graphics.TOP|Graphics.RIGHT);
g.drawString("" + score,
(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3)),
height, Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
// 显示最高分
g.drawString("H: ",
(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 4)),
(height + SCORE_CHAR_HEIGHT),
Graphics.TOP|Graphics.RIGHT);
g.drawString("" + "999",
(width - (SCORE_CHAR_WIDTH * 3)),
(height + SCORE_CHAR_HEIGHT),
Graphics.TOP|Graphics.LEFT);
// 画贪吃蛇和食物
g.translate(START_POS, START_POS);
g.setClip(0, 0, CellWidth*CELL_SIZE, CellHeight*CELL_SIZE);
myWorm.paint(g);
myFood.paint(g);
} else {
// 画贪吃蛇和食物
g.translate(START_POS, START_POS);
}
if (gamePaused) {
// 游戏暂停
Font pauseFont = g.getFont();。